4-1曲線運(yùn)動 萬有引力定律教師用書對應(yīng)有解析公開課一等獎省優(yōu)質(zhì)課大賽獲獎?wù)n件

第四章曲線運(yùn)動萬有引力定律[明考情·高效備考]【想一想】如圖是一位跳水運(yùn)動員從高臺做“反身翻騰二周半”動作時頭部運(yùn)動軌跡，最終運(yùn)動員沿豎直方向以速度v入水．整個運(yùn)動過程中在哪幾個位置頭部速度方向與入水時v方向相同？在哪幾個位置與v方向相反？把這些位置在圖中標(biāo)出來．第1單元曲線運(yùn)動運(yùn)動合成與分解曲線運(yùn)動提醒：頭部速度方向?yàn)轭^部運(yùn)動軌跡在各點(diǎn)切線方向，如圖所表示，A、C兩位置頭部速度方向與v方向相同，B、D兩位置頭部速度方向與v方向相反。【填一填】1．運(yùn)動特點(diǎn)(1)速度方向在曲線運(yùn)動中，運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)在某點(diǎn)速度方向就是該點(diǎn)曲線_______方向．(2)運(yùn)動性質(zhì)：做曲線運(yùn)動物體，速度

時刻改變，所以曲線運(yùn)動一定是變速運(yùn)動，即必定含有加速度．2．曲線運(yùn)動條件(1)從動力學(xué)角度看：物體所受

方向跟它速度方向不在同一條直線上．(2)從運(yùn)動學(xué)角度看：物體加速度方向跟它速度方向不在同一條直線上．切線方向合外力【想一想】如圖所表示，紅蠟塊能夠在豎直玻璃管內(nèi)水中勻速上升，速度為v.若在紅蠟塊從A點(diǎn)開始勻速上升同時，玻璃管從AB位置由靜止開始水平向右做勻加速直線運(yùn)動，加速度大小為a.請思索：紅蠟塊實(shí)際參加了哪兩個方向運(yùn)動？這兩個運(yùn)動合運(yùn)動軌跡是直線還是曲線？與圖中哪個軌跡相對應(yīng)？提醒：紅蠟塊沿豎直方向做勻速直線運(yùn)動，沿水平方向做勻加速直線運(yùn)動，此兩運(yùn)動合運(yùn)動為曲線運(yùn)動，運(yùn)動軌跡為圖中曲線AQC.運(yùn)動合成與分解【填一填】1．分運(yùn)動和合運(yùn)動：一個物體同時參加幾個運(yùn)動，參加這幾個運(yùn)動都是

，物體實(shí)際運(yùn)動就是合運(yùn)動．2．運(yùn)動合成：已知分運(yùn)動求

，叫做運(yùn)動合成．(1)同一條直線上兩分運(yùn)動合成：同向

，反向

．(2)不在同一條直線上兩分運(yùn)動合成時，遵照

．3．運(yùn)動分解：已知合運(yùn)動求分運(yùn)動，叫做運(yùn)動分解．(1)運(yùn)動分解是運(yùn)動合成

．(2)分解方法：依據(jù)運(yùn)動實(shí)際效果分解或

分解．分運(yùn)動合運(yùn)動相加相減平行四邊形定則逆過程正交1．質(zhì)點(diǎn)在某一平面內(nèi)沿曲線由P運(yùn)動到Q，假如用v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動過程中速度、加速度和受到合外力．圖中可能正確是()解析：曲線運(yùn)動速度方向沿軌跡切線方向，其加速度或合外力跟速度有一定夾角，且指向軌跡彎曲內(nèi)側(cè)，只有選項(xiàng)D正確．答案：D2．以下圖中實(shí)線為河岸，河水流動方向如圖v箭頭所表示，虛線為小船從河岸M駛向?qū)Π禢實(shí)際航線．則其中可能正確是()解析：船頭垂直于河岸時，船實(shí)際航向應(yīng)斜向右上方，A正確，C錯誤；船頭斜向上游時，船實(shí)際航向可能垂直于河岸，B正確；船頭斜向下游時，船實(shí)際航向一定斜向下游，D錯誤．答案：AB3.(吉林重點(diǎn)高中模擬)跳傘演出是人們普遍喜歡觀賞性體育項(xiàng)目，如圖所表示，當(dāng)運(yùn)動員從直升飛機(jī)上由靜止跳下后，在下落過程中將會受到水平風(fēng)力影響，以下說法中正確是()A．風(fēng)力越大，運(yùn)動員下落時間越長，運(yùn)動員可完成更多動作B．風(fēng)力越大，運(yùn)動員著地速度越大，有可能對運(yùn)動員造成傷害C．運(yùn)動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)D．運(yùn)動員著地速度與風(fēng)力無關(guān)解析：水平風(fēng)力不會影響豎直方向運(yùn)動，所以運(yùn)動員下落時間與風(fēng)力無關(guān)，A錯誤，C正確．運(yùn)動員落地時豎直方向速度是確定，水平風(fēng)力越大，落地時水平分速度越大，運(yùn)動員著地時合速度越大，有可能對運(yùn)動員造成傷害，B正確，D錯誤．答案：BC4.如圖所表示，一塊橡皮用細(xì)線懸掛于O點(diǎn)，用鉛筆靠著線左側(cè)水平向右勻速移動，運(yùn)動過程中一直保持懸線豎直，則橡皮運(yùn)動速度()A．大小和方向均不變B．大小不變，方向改變C．大小改變，方向不變D．大小和方向均改變解析：橡皮在水平方向做勻速直線運(yùn)動，在豎直方向做勻速直線運(yùn)動，其合運(yùn)動仍是勻速直線運(yùn)動，其速度大小和方向均不變，選項(xiàng)A正確，B、C、D錯誤。答案：A【互動探究】1．當(dāng)物體受到協(xié)力為恒力時，物體一定做勻變速直線運(yùn)動嗎？2．合運(yùn)動性質(zhì)和軌跡是由哪些方面所決定？3．從空間位置上看，曲線運(yùn)動軌跡、物體速度方向、協(xié)力方向是什么關(guān)系？合運(yùn)動性質(zhì)與軌跡判斷【關(guān)鍵突破】1．運(yùn)動類型判斷(1)判斷物體是否做勻變速運(yùn)動，要分析協(xié)力是否為恒力．(2)判斷物體是否做曲線運(yùn)動，要分析協(xié)力方向是否與速度方向成一定夾角．①當(dāng)協(xié)力方向與速度方向夾角為銳角時，物體速率增大；②當(dāng)協(xié)力方向與速度方向夾角為鈍角時，物體速率減??；③當(dāng)協(xié)力方向與速度方向垂直時，物體速率不變．2．合運(yùn)動性質(zhì)和軌跡判斷合運(yùn)動性質(zhì)和軌跡，由兩個分運(yùn)動性質(zhì)及合初速度與合加速度方向關(guān)系決定．(1)依據(jù)加速度判定合運(yùn)動性質(zhì)：若合加速度不變，則為勻變速運(yùn)動；若合加速度(大小或方向)改變，則為非勻變速運(yùn)動．(2)依據(jù)合加速度方向與合初速度方向判定合運(yùn)動軌跡：若合加速度方向與合初速度方向在同一直線上則為直線運(yùn)動，不然為曲線運(yùn)動．(3)協(xié)力(或合加速度)方向與軌跡關(guān)系物體做曲線運(yùn)動軌跡一定夾在協(xié)力(或合加速度)方向和速度方向之間，速度方向與軌跡相切，協(xié)力(或合加速度)方向指向曲線凹側(cè)．【典例1】(保定模擬)某研究性學(xué)習(xí)小組進(jìn)行了以下試驗(yàn)：如圖所表示，在一端封閉光滑細(xì)玻璃管中注滿清水，水中放一個紅蠟做成小圓柱體R.將玻璃管開口端用膠塞塞緊后豎直倒置且與y軸重合，在R從坐標(biāo)原點(diǎn)以速度v0＝3cm/s勻速上浮同時，玻璃管沿x軸正方向做初速為零勻加速直線運(yùn)動．同學(xué)們測出某時刻R坐標(biāo)為(4,6)，此時R速度大小為________cm/s.R在上升過程中運(yùn)動軌跡示意圖是________．(R視為質(zhì)點(diǎn))[思維探究](1)某時刻R在x軸方向分速度怎樣求解？R合速度可由什么定則確定？(2)由x軸、y軸方向分運(yùn)動特征，可確定小圓柱體R合加速度為哪個方向？合外力方向?yàn)槟膫€方向？[答案]5D1．(杭州質(zhì)檢)如圖甲所表示直角三角板緊貼在固定刻度尺上方，現(xiàn)假使三角板沿刻度尺水平向右勻速運(yùn)動同時，一支鉛筆從三角板直角邊最下端，由靜止開始沿此邊向上做勻加速直線運(yùn)動，以下關(guān)于鉛筆尖運(yùn)動及其留下痕跡判斷中，正確有()A．筆尖留下痕跡能夠是一條如圖乙所表示拋物線B．筆尖留下痕跡能夠是一條傾斜直線C．在運(yùn)動過程中，筆尖運(yùn)動速度方向一直保持不變D．在運(yùn)動過程中，筆尖運(yùn)動加速度方向一直保持不變解析：鉛筆尖水平方向做勻速直線運(yùn)動，豎直向上做勻加速直線運(yùn)動，加速度方向一直豎直向上，選項(xiàng)D正確；做曲線運(yùn)動物體受到協(xié)力指向曲線內(nèi)側(cè)。軌跡應(yīng)該如圖所表示，選項(xiàng)A、B錯誤；鉛筆尖受到協(xié)力與鉛筆尖速度方向不一樣，速度方向在不停改變，選項(xiàng)C錯誤．答案：D【互動探究】1．運(yùn)動合成與分解遵照什么標(biāo)準(zhǔn)？2．不一樣物體發(fā)生運(yùn)動能否進(jìn)行運(yùn)動合成與分解？3．合運(yùn)動和分運(yùn)動關(guān)系包含哪幾個方面？【關(guān)鍵突破】1．合運(yùn)動與分運(yùn)動關(guān)系運(yùn)動合成與分解2.運(yùn)動合成與分解運(yùn)算法則運(yùn)動合成與分解是指描述運(yùn)動各物理量即位移、速度、加速度合成與分解，因?yàn)樗鼈兙鞘噶浚屎铣膳c分解都恪守平行四邊形定則．【典例2】一質(zhì)量為2kg物體在如圖甲所表示xOy平面上運(yùn)動，在x軸方向上v-t圖象和在y軸方向上s-t圖象分別如圖乙、丙所表示，以下說法正確是()A．前2s內(nèi)物體做勻變速曲線運(yùn)動B．物體初速度為8m/sC．2s末物體速度大小為8m/sD．前2s內(nèi)物體所受合外力為16N[思緒點(diǎn)撥]

v-t圖象斜率為加速度，s-t圖象斜率為速度．[答案]

A2．在一光滑水平面內(nèi)建立平面直角坐標(biāo)系，一物體從t＝0時刻起，由坐標(biāo)原點(diǎn)O(0,0)開始運(yùn)動，其沿x軸和y軸方向運(yùn)動速度－時間圖象如圖甲、乙所表示，以下說法中正確是()A．前2s內(nèi)物體沿x軸做勻加速直線運(yùn)動B．后2s內(nèi)物體繼續(xù)做勻加速直線運(yùn)動，但加速度沿y軸方向C．4s末物體坐標(biāo)為(4m,4m)D．4s末物體坐標(biāo)為(6m,2m)答案：AD【互動探究】1．小船過河問題中合運(yùn)動和分運(yùn)動各是什么？2．船在靜水中速度v1和水流速度v2滿足不一樣關(guān)系時，渡河最短時間表示式相同嗎？渡河最短路徑呢？小船過河問題分析【關(guān)鍵突破】1．小船過河問題分析思緒【典例3】一小船渡河，河寬d＝180m，水流速度v1＝2.5m/s.若船在靜水中速度為v2＝5m/s，則：(1)欲使船在最短時間內(nèi)渡河，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長時間？位移是多少？(2)欲使船渡河航程最短，船頭應(yīng)朝什么方向？用多長時間？位移是多少？[解題指導(dǎo)](1)“最短時間渡河”→v2方向垂直于河岸．(2)“渡河航程最短”→v1、v2合速度垂直河岸．3．河寬60m，水流速度v1＝6m/s，小船在靜水中速度v2＝3m/s，則：(1)它渡河最短時間是多少？(2)最短航程是多少？答案：(1)20s(2)120m——關(guān)聯(lián)速度問題求解方法[方法概述]繩(桿)連接物問題包括兩個相互關(guān)聯(lián)物體，往往考查兩個物體速度、位移等關(guān)系．這類問題往往選擇繩(桿)和物體連接點(diǎn)為研究對象，而兩個相互關(guān)聯(lián)物體速度滿足合速度與分速度關(guān)系，作出平行四邊形，經(jīng)過解三角形可求解它們大小關(guān)系，[問題類型]求解用繩、桿相牽連物體運(yùn)動問題，這類問題特點(diǎn)是，兩繩連接物體速度，普通不一樣，但物體沿繩或桿方向速度分量大小相等．[解題思緒]物體實(shí)際運(yùn)動就是合運(yùn)動，分運(yùn)動應(yīng)該按照運(yùn)動效果分解．沿著繩(桿)末端運(yùn)動能夠分解為兩個分運(yùn)動：沿繩(桿)方向伸長或收縮分運(yùn)動和垂直于繩(桿)方向轉(zhuǎn)動分運(yùn)動．把與繩(桿)端點(diǎn)連接物體實(shí)際速度分解為垂直于繩(桿)和平行于繩(桿)兩個分量，依據(jù)各端點(diǎn)沿繩(桿)方向分速度大小相同求解．【典例】A、B兩物體經(jīng)過一根跨過定滑輪輕繩相連放在水平面上，現(xiàn)物體A以v1速度向右勻速運(yùn)動，當(dāng)繩被拉成與水平面夾角分別為α、β時，如圖所表示．物體B運(yùn)動速度vB為(繩一直有拉力)()A．v1sinα